Ensaios de corrosão associada a esforços mecânicos
O Laboratório de Corrosão e Proteção do IPT realiza ensaios e estudos de pesquisa e desenvolvimento da corrosão dos metais associada a esforços mecânicos para apoiar o setor produtivo na seleção de materiais metálicos. Ensaios de corrosão sob tensão e ensaios de corrosão sob fadiga são realizados segundo normas técnicas, sejam em meios que simulam condições de campo, sejam em próprios meios coletados em campo.
O Laboratório dispõe de máquinas servomecânicas de ensaio de tração com baixa tensão de deformação com módula de fadiga; anéis dinamométricos e dispositivos para realização dos ensaios de corpos de prova submetidos a tensões de flexão.
Ensaios dinâmicos de corrosão e ensaios em autoclaves
O IPT realiza ensaios dinâmicos voltados para estudos relacionados à corrosão interna de dutos, reatores e tanques de armazenagem, tanto a temperatura e pressão ambiente com a altas temperaturas e altas pressões.
Equipado com um exclusivo Laboratório de Corrosão e Proteção, o Instituto possui loops de corrosão e autoclaves de Hastelloy e de vidro para realizar ensaios em líquidos de alta salinidade, com injeção de gases com CO2 e H2S, o que permite a realização de ensaios nas condições do pré-sal.
Esses testes tornam possível a seleção de inibidores de corrosão e a verificação de eficiência de sequestrantes de H2S tanto para o setor de óleo e gás quanto para analisar a corrosividade de etanol e de biodiesel. Dispositivos para monitoramento de corrosão interna de dutos também podem ser ensaiados e validados nos loops e nas autoclaves.
O loop de vidro é destinado à realização de ensaios de materiais metálicos em líquidos muito agressivos, como ácido sulfúrico concentrado. Trata-se de um equipamento totalmente automatizado, o que garante a segurança dos pesquisadores.
Alguns loops e autoclaves são projetados para realizarem ensaios eletroquímicos, permitindo o monitoramento da corrosão durante os ensaios.
Ensaios eletroquímicos aplicados ao estudo da corrosão
As técnicas eletroquímicas são amplamente usadas para os estudos fundamentais de corrosão, pois oferecem ferramentas para estudos dos mecanismos de corrosão além de fornecer dados sobre a cinética das reações de corrosão de maneira mais rápida do que as técnicas tradicionais gravimétricas. Pela sua rapidez, estas técnicas são utilizadas para apoiar o meio produtivo na obtenção rápida de taxas de corrosão de metais em meios específicos e para avaliar a eficiência de inibidores de corrosão, entre outros.
Atualmente, o Laboratório de Corrosão e Proteção do IPT está desenvolvendo um projeto para seleção de inibidores de corrosão e de incrustação para sistema de produção de óleo e gás, por meio da técnica eletroquímica denominada “bubble test”. Este ensaio consiste em imergir os metais de interesse numa mistura de salmoura com solvente orgânico na presença de CO2. Por meio de técnicas eletroquímicas, é obtida a taxa de corrosão na mistura com e sem inibidores de corrosão. A eficiência dos inibidores é então calculada. Com os valores obtidos, o cliente pode selecionar o inibidor de melhor desempenho de maneira segura e em curto espaço de tempo.
O Laboratório de Corrosão e Proteção do IPT possui modernos equipamentos para a realização de um amplo espectro de ensaios eletroquímicos que incluem potenciostatos, analisadores de freqüência e amperímetros de resistência zero para medidas eletroquímicas tradicionais(curvas de polarização, espectroscopia de impedância, resistência de polarização, ruído eletroquímico).
O Laboratório também possui equipamentos para medidas eletroquímicas localizadas, tais como:
• Sonda Kelvin (Scanning Kelvin Probe – SKP): utilizada na avaliação da atividade eletroquímica sob películas não condutoras, na identificação de regiões anódicas e catódicas em ligas metálicas (como por exemplo, nos estudos de corrosão localizada) e na verificação da eficiência de inibidores fílmicos de corrosão, entre outras;
• Impedância localizada (Localized Impedance Spectroscopy – LEIS): a espectroscopia de impedância eletroquímica localizada (Local Electrochemical Impedance Spectroscopy – LEIS) possui a mesma capacidade da EIS de obter informações sobre mecanismos de corrosão, entretanto, com maior resolução espacial (da ordem de poucos mm2). Uma das aplicações bastante utilizadas da LEIS são os estudos que objetivam avaliar mecanismos de degradação de revestimentos aplicados sobre metais com relação a proteção contra a corrosão.
• Eletrodo vibratório de alta resolução (Scanning Vibrating Electrode Technique – SVET): para estudos de processos de corrosão com densidades de corrente muito baixas.Esta técnica mede a intensidade de correntes locais, em superfícies ativas imersas em um eletrólito, identificando as zonas catódicas e anódicas.
• Microscópio eletroquímico (Scanning Electrochemical Microscopy – SECM): para estudos in-situ de reações eletroquímicas sobre superfícies metálicas.
Ensaios de corrosão atmosférica e em ambiente marinho
O Laboratório de Corrosão e Proteção do IPT foi pioneiro na realização de estudos de corrosão atmosférica no Brasil. O primeiro estudo foi iniciado em 1974 com o projeto “Estudos do comportamento de materiais metálicos em diferentes tipos de atmosfera”, financiado pelo PROMOCET – Programa de Ciência e Tecnologia do estado de São Paulo. Este projeto teve duração de 17 anos, fato que permitiu a capacitação do Laboratório na realização de atividades relacionadas com corrosão atmosférica, citando-se projetos de pesquisa e desenvolvimento, serviços tecnológicos, ensaios de caracterização e classificação de atmosferas e ensaios de desempenho de materiais metálicos em diversos tipos de atmosferas, incluído os ambientes internos e os ambientes off shore.
O laboratório dispõe de uma estação atmosférica permanente instalado na zona urbana da cidade de São Paulo e uma estação atmosférica offshore o qual consiste de uma embarcação do tipo catamarã. Esta estação permite a realização de ensaios em atmosferas marinhas e em condições sujeitas a respingos e marolas. Ensaios de imersão total em água do mar também podem ser realizados no laboratório flutuante.
O Laboratório possui toda a infraestrutura para a rápida implantação de estações atmosféricas, tanto em ambientes internos como externos objetivando a caracterização de atmosferas industriais, tanto externas, como internas, incluindo galpões de armazenamentos de matérias-primas e de produtos acabados. Neste sentido, o Laboratório presta serviços a industriais locais objetivando a indicação de medidas mitigadoras da corrosão principalmente durante o armazenamento de produtos acabados.
Para caracterização de estações atmosféricas, o Laboratório segue as normas ABNT 14643, ISO 9223 e ISO 9224. Os seguintes ensaios são realizados para a caracterização das estações atmosféricas:
• determinação da taxa de sulfatação (ABNT NBR 6921; ISO 9225);
• taxa de deposição de cloretos (ABNT NBR 6211; ISO 9225);
• tempo de molhamento (ABNT NBR 15085; ASTM G 84);
• determinação da taxa de corrosão dos metais na atmosfera (ABNT NBR 6210; ABNT NBR 6209; ISO 9226).
